Thử nghiệm hệ thống sưởi bằng lò phản ứng hạt nhân

Một thị trấn ở Siberia đang thử nghiệm hệ thống sưởi trực tiếp bằng năng lượng hạt nhân từ nhà máy mini đặt trên sà lan.

Trong khi các quốc gia trên toàn cầu tham gia hội nghị thượng đỉnh ở Scotland để tìm giải pháp mới nhằm giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, Nga coi hệ thống sưởi hạt nhân tại làng Pevek, Siberia, là giải pháp tiềm năng. Các nước như Mỹ, Trung Quốc và Pháp cũng đang cân nhắc xây dựng lò phản ứng nhỏ tương tự.

Nhà máy năng lượng hạt nhân nổi đậu ở thị trấn cảng Pevek tại Bắc Cực. (Ảnh: Emile Ducke)

Jacopo Buongiorno, giáo sư khoa học và kỹ thuật hạt nhân ở Viện Công nghệ Massachusetts, nhận xét đây là một ý tưởng thú vị. Những lò phản ứng nhỏ có thể làm ấm khí nhà kính hoặc cung cấp nhiệt cho mục đích công nghiệp. Theo ông, Nga đang đi đầu trong hướng tiếp cận mới.

Hệ thống sưởi bằng năng lượng hạt nhân trong khu dân cư khác với máy đun nước bằng điện sản xuất từ nguồn hạt nhân. Hệ thống sưởi hạt nhân trực tiếp, đã được thử nghiệm tại khu vực nhỏ ở Nga và Thụy Điển, luân chuyển nước giữa nhà máy điện và các ngôi nhà, truyền nhiệt trực tiếp từ nguyên tử uranium phân hạch tới khu dân cư.

Sưởi ấm nhà bằng năng lượng hạt nhân cũng có nhiều lợi ích về mặt môi trường. Về cơ bản, phương pháp này giúp tránh lãng phí nhiệt thường thoát ra dưới dạng hơi nước qua tháp làm mát hình nón của nhà máy hạt nhân. Thay vào đó, nó được sử dụng để sưởi ấm khu dân cư.

Tuy nhiên, một số chuyên gia vẫn lo ngại về những rủi ro tiềm ẩn với nhiều vụ tràn dầu và tai nạn trên tàu ngầm cũng như tàu phá băng của Liên Xô và Nga khi sử dụng lò phản ứng nhỏ tương tự. Ví dụ, các tàu ngầm hạt nhân bị chìm vào năm 1989 và 2000.

Buongiorno nhận định thử nghiệm ở Siberia có thể đóng vai trò quan trọng thuyết phục các nước sử dụng năng lượng hạt nhân để hạn chế biến đổi khí hậu, không chỉ trong sản xuất điện mà cả nhiều lĩnh vực khác.

Nga có lịch sử lâu dài về sử dụng công nghệ hạt nhân cho ứng dụng dân sự vẫn chưa được chấp nhận ở nơi khác. Liên Xô từng tính đến việc cho nổ bom nguyên tử để khai thác mỏ lộ thiên và đào kênh tưới tiêu. Về tàu phá băng, Nga vận hành hạm đội tàu dân dụng duy nhất chạy bằng năng lượng hạt nhân. Tại một số địa điểm dưới thời Liên Xô, các kỹ sư đã nối một lò phản ứng dùng để tạo plutonium cho bom với những ngôi nhà gần đấy để sưởi ấm. Các lò phản ứng tiếp tục hoạt động theo cách đó suốt nhiều năm, ngay cả khi không cần chế tạo vũ khí.

Cơ sở hạt nhân ở Pevek nằm trên tàu Akademik Lomonosov, sà lan có kích thước bằng một khu phố. Ý tưởng về lò phản ứng nhỏ không phải mới. Vào thập niên 1960, đây được coi là công nghệ đầy hứa hẹn. Hoa Kỳ vận hành một lò phản ứng đặt trên sà lan để điện khí hóa vùng kênh đào Panama từ năm 1968 đến năm 1976. Thụy Điển cũng sử dụng hệ thống sưởi hạt nhân ở ngoại ô Stockholm từ năm 1963 đến 1974.

Ở Pevek, phòng tắm hơi cộng đồng của thị trấn cũng sẽ sớm hoạt động bằng năng lượng hạt nhân. Công ty hạt nhân của Nga, Rosatom, đã nối các lò phản ứng với đường ống sưởi ấm tại một khu phố vào tháng 6/2020. Hiện nay, công ty đang mở rộng dịch vụ nước nóng ra toàn thị trấn, nơi có dân số khoảng 4.500 người. Hai lõi của nhà máy được làm mát bằng một loạt vòng nước. Ở mỗi lò phản ứng, vòng nước đầu tiên nhiễm hạt phóng xạ. Nhưng nước này không bao giờ rời khỏi nhà máy. Thông qua bộ trao đổi nhiệt, nó truyền nhiệt, nhưng không kèm theo nước ô nhiễm, đến các vòng khác. Tại Pevek, một trong những vòng lặp này là hệ thống ống dẫn rời khỏi nhà máy, phân nhánh và cung cấp nước nóng cho các hộ gia đình.

Công ty Rosatom nhấn mạnh một số tính năng an toàn của hệ thống. Nhà máy hạt nhân mini có thể chịu được cú đâm của một chiếc máy bay nhỏ. Nước lưu thông qua các tòa nhà ở áp suất cao hơn so với vòng làm mát, giúp ngăn chặn bức xạ rò rỉ vào thị trấn.